Из глубины планеты

Помимо Юпитера и Сатурна, конвекция, действующая в качестве теплового механизма при передаче энергии из глубины, должна играть важную роль также в динамике атмосферы Нептуна, в отличие от Урана, у которого внутренний источник тепла отсутствует. Наиболее интересной особенностью, определяющей тепловой режим и динамику атмосферы Урана, является необычная ориентация оси вращения, лежащей почти в плоскости его орбиты. Однако, несмотря на большое различие в наклонениях и энергетике, у обеих планет наблюдаются качественно одинаковые меридиональные профили температуры и зонального ветра на уровне облаков, хотя на Уране ветер примерно вдвое слабее. Важно, кроме того, подчеркнуть, что на Нептуне, несмотря на то, что мощность его энергетических источников на единиц площади примерно в 20 раз меньше, чем в атмосфере Юпитера, скорость ветра почти в 2.5 раза выше, достигая 400 м/с на экваторе. [c.36]

Химические элементы по-разному распределяются в направлении от поверхности к центру земли. Об этом говорят косвенные данные средняя плотность земной коры (15—20 км) равна 2,7—2,8, а всей нашей планеты — 5,527 г/см . Следовательно, глубинные части Земли слагаются из более плотных веш еств. [c.189]

Основная доля энергии, поступаю щей в Мировой океан - результат поглощения им солнечного излучения. Энергия поступает в океан также в результате гравитационного взаимодействия космических тел и водных масс планеты, создающего приливы, и поступления тепла из глубины планеты. Поверхность Мирового океана занимает около 70 % поверхности всей планеты и составляет примерно 360 млн. км . Большая часть этой поверхности постоянно свободна ото льда и хорошо поглощает солнечное излучение. В океанской воде примерно 65 % солнечного излучения поглощается первым метром водной толщи и до 90 % - десятиметровым слоем. В дневное время в низких широтах вода прогревается примерно на 10 м и более за счет процессов теплопроводности и турбулентного перемешивания (твердая поверхность суши прогревается не более чем на 0,5 м). [c.113]

Недра Н., вероятно, находятся в состоянии интенсивного конвективного перемешивания. С конвекцией связан продолжающийся в современную эпоху вынос тепла из глубины и поток ИК-излучеиия. Его источник, видимо, сохраняется с аккреционной стадии эволюции планеты и, возможно, порождён мощными ударными процессами на её завершающем этапе. Отражением конвективного переноса являются наблюдаемые вихревые движения в атмосфере Н., в чём усматривается аналогия с Юпитером. [c.327]

Согласно первой из них гелий появляется в природных газах вследствие наличия урана и тор ия в пластах неподалеку от горизонтов, в которых заключены гелионосные газы. По подсчетам Роджерса, каждый кубический километр горных пород выделяет 3 л гелия гв год. По второй тео рии источники гелия залегают на больших глубинах в земной коре, где он нако пился на ранних стадиях жизни нашей планеты. [c.101]

Форма 3.— геоид иа-за вращения её фигура близка к эллипсоиду, она сплющена у полюсов и растянута в экваториальной эопе. Ср. радиус Й0 = 6371,О32 км, экваториальны — 6378,160 кы, полярный — В356,777 км (сжатие равно 1/298,25). Площадь поверхности 510,2 млн. км, объём 1,083-10 км-, ср. плотность 5518 кг/м , масса М(3=5,976-кг. Ускоренно свободного падения на экваторе 9,7805 м/с . Отклонение потенциала внеш. гравитац, поля 3. от ньютоновского потенциала мало ( 1/300). Первый поправочный ялен к ньютоновскому потенциалу свя-зан с величиной сжатия геоида и равен 1,08270-Ю" отклонение геоида от эллипсоида описывается последующими поправочными членами, величины к-рых на три порядка меньше первого члена. Они содержат информацию о флуктуациях плотности в недрах 3., об отклонении 3. от состояния гидростатич. равновесия. различии моментов инерции 3. относительно её гл. осей. Момент инерции 3. относительно оси вращения /= 8,04-10 кг-м , бе.чразмернып ср. момент инерции 3. A =//M0i 0 = O,33O76, что указывает на концентрацию массы к центру планеты за счёт роста плотности с глубиной под действием давления, из-за роста с глубиной концентрации тяжёлых компонентов вещества 3., а также из-за уплотнения вещества в недрах при происходящих там фазовых переходах). [c.79]

Модели внутреннего строения планет. Недра планет недоступны прямым наблюдениям. Даже для Зе.мли керны из глубоких (до 12 км) скважин и фрагменты изверженных глубинных пород дают сведения о составе и структуре вещества лишь приповерхностных слоёв внеш. твёрдой оболочки. Данные о породах Луны, Венеры и Марса, изучение спектральных особенностей поверхностей планет и астероидов, атмосфер планет-гигантов также нозволяют судить лишь о составе самых внешних оболочек. Поэтому для исследования планетных недр прибегают к построению моделей внутр. строения планет, т. е, расчёту хим. в минерального состава, внутр. гравитационных, тепловых, магн. и др. полей с последующим сравнением теоретич. предсказаний с данными наблюдений. Весьма общие ограничения на возможные состав и структуру планеты дают сведения о её массе М и радиусе R (а следовательно, и о ср. плотности) с учётом распространённости, элементов в космосе и данных физики высоких давлений. Для построения моделей планет привлекаются данные по гравитац. и магн. полям планеты, тепловому потоку из недр, собств. колебаниям и (для Земли и Луны) сейс.мяч. данным. [c.623]

Ю. состоит в осн. из водорода и гелия. Для большинства моделей внутр. строения (см. в ст. Планеты и спутники) принимается, Что отношение сбдсржания водорода и гелия (по массе) на уровне, отвечающем да(влению 100кПа н темп-ре 150—175 К, примерно соответствует солнечному— 3,4 1. Граница перехода от молекулярного водорода к металлическому лежит на глубине 0,75—0,8 радиуса Ю. Это соответствует давлению я ЗОО ГПа. Согласно моделям, в центре планеты находится жидкое ядро из металлов и силикатов, окружённое ледяной оболочкой, состоящей из воды и, возможно, аммиака. Радиус центр, ядра составляет менее 0,1 радиуса Ю., мас< а—3—4% массы всей планеты, темп-ра в центр, части ядра а 25 000 К, давление 8000 ГПа, Совокупности имеющихся данных хорошо соответствует модель с примерно адиабатич. температурным градиентом в недрах планеты. [c.653]

Полеты к Венере. В настоящее время исследование внеземных миров возможно с помощью автоматических межпланетных станций (АМС). В результате пролета 14 декабря 1962 г. станции Мари-нер-2 на расстоянии 35 тыс. км от Венеры было установлено, что период вращения планеты (243 сут.) больше, чем период вращения вокруг Солнца (224,7 сут.), т.е. на Венере день длиннее года. Другая интересная аномалия — Венера вращается вокруг оси в направлении, обратном по отношению к Земле и большинству планет. В1966 г. станция Венера-3 достигла поверхности, осуществив первый полет АМС на другую планету. В 1967 г. анализ данных, полученных станцией Венера-4 , показал, что атмосфера планеты состоит из углекислого газа — этот факт явился фундаментальным открытием в физике планет. Венера-7 , запущенная в августе 1970 г., передала информацию о давлении 9 МПа (такое давление на Земле создает вода на глубине 0,8 км) и температуре 475 ° (при которой кипят свинец и цинк). [c.98]

Рельеф Марса. Около 10% поверхности планеты снято Викингами и передано на Землю с разрешением 100 м. Большие площ,ади (но отнюдь не вся поверхность и не большая ее часть) покрыты кратерами, которые образовались главным образом вследствие ударов метеоритов. Наблюдаются и низменные равнины (главным образом в северном полушарии), вовсе лишенные кратеров или содержащ,ие малое число их. Встречаются территории, покрытые сглаженными многовершинными горами, но нет горных хребтов. Вершины гор возвышаются иногда на 5 км над густыми облаками. Сейсмическая активность в настоящ,ее время не обнаружена, но наблюдаются следы проявлений вулканизма в прошлом. Сущ.ествуют вулканы, иногда расположенные цепочками. Самый большой вулкан Олимпия (в области Тарсис) возвышается на 22 км над окружаю-щ,ей местностью, диаметр его главного кратера 65 км, а поперечник подножия — 500 км. Как у полюсов, так и главным образом в тропическом поясе видны глубокие длинные впадины — каньоны самый большой из них протянулся на 2500 км и имеет в ширину 100—250 км и даже 500 км (с боковыми котловинами). Встречаются круглые плоские образования, окруженные гористыми областями. Самый крупный из этих бассейнов (область Хеллас) имеет 4 км в глубину. Быть может здесь вечная пылевая буря, а может быть — водоем под слоем повсеместной вечной мерзлоты, в котором кратеры от ударов метеоритов быстро затягиваются. [c.382]

Мириады тел, из которых состоит Вселенная, находятся в постоянном движении. Все тела от огромных галактик (массы которых примерно в 250 001 млн. раз больше массы Солнца) и до самых маленьких астероидов (которые по размерам меньше многих земных городов) движутся друг относительно друга. Иногда движение имеет систематический и по существу периодический характер, как, например, орбитальное движение планеты вокруг Солнца или Луны вокруг Земли в других случаях периодичность отсутствует, например когда звезда покидает галактику и длительное (по астрономическим масштабам) время путешествует в глубинах межгалактического пространства. При этом форма ее орбиты определяется суммой сил притяжения со стороны удаленных Iалактик. [c.9]

Наблюдения волн на воде, несмотря на многовековую историю, и в настоящее время приводят к обнаружению новых явлений и способствуют пониманик сложных процессов в различных областях физики. Примером этому может служить получение солитонов Россби в лабораторных условиях. В [1.16] было предложено моделировать крупномасштабные вихревые структуры в атмосфере и плазме на мелкой воде во вращающемся сосуде с профилем дна близким к параболическому (рис. 5.8). При такой форме глубина жидкости поддерживается по--стоянной при соответствующей скорости вращения. Это простейшая модель вращающейся атмосферы, в которой полюс параболоида соответствует полюсу планеты. Имеется однозначное соответствие между широтами и долготами параболоида и плане ты, а направление на восток соответствует направлению в сторону вращения параболоида. Сама атмосфера в эксперименте как бы вогнута. Эта модель даже более реалистическая, чем соответствующие теоретические построения, поскольку позволяет изучить целый ряд явлений, трудно поддающихся математическому описанию. Такой эксперимент из-за простоты [c.113]

Отметим проблемы, не решенные пока еще в экспериментах. Из-за сравнительной малости глубины в них не полностью решен вопрос о вязком времени жизни антищ1клонов. Не выяснено, с чем связано отклонение распространения пар циклон - антициклон от широтного направления — с эффектами вязкости или с эффектами неустойчивости. Из-за сравнительно малого времени жизни слабо изучен процесс взаимодействия солитонов Россби друг с другом и с зональными потоками. Остается также открытым вопрос о генеращ1И запальных потоков в режиме с большой глубиной. Ввиду малости глубины слоя в существующих установках попытки создать заметный градиент температуры пока были безуспешными. Создание таких градиентов необходимо для моделирования уравнений мелкой атмосферы, в которой изобары и изотермы не совпадают друг с другом. Тогда, как указывалось в 5.6, возможны вихри новых типов. Можно ожидать и другие явления, не замеченные теоретическим анализом. Все это указьгеает на целесообразность построения сосуда больших размеров с большей глубиной слоя воды. Это позволит лучше имитировать природные условия. В заключение приведем несколько формул, учитывающих специфику параболоидального сосуда по сравнению с вращающейся планетой. Поверхность вращающейся жидкости совпадает с параболоидом. В щшиндрической системе координат с осью z вдоль оси врашения и с вершиной в полюсе уравнение поверхности жидкости имеет вид [c.120]

Новое применение ультразвуку нашли геофизики. Они предложили использовать звуковые и ультразвуковые волны для обнаружения подземных пустот. Люди, обживая планету, все глубже проникают в недра. Из года в год растут их подземные владения — рудники, шахты, трассы метрополитена. Тут возможны всякие неожиданности — обвал в шахте, проседание грунта в подземном коридоре и т. д. Подобные неприятности бывают чаще всего из-за наличия пустот в земных толщах, форма которых напоминает обычно шляпку гигантского гриба. Сферический свод со временем трескается и разрушается, а в итоге — обвал. Как же обнаружить пустоты Привычный и давно используемый способ — бурение, а это трата времени и средств, удорожание строительства. Вот почему идея ультразвуковой и звуковой геолокацин пришлась как нельзя кстати. На поверхности земли исследуемого участка устанавливают несколько чувствительных пьезоэлектрических приемников с пультом управления и индикаторным устройством. В стороне от установки взрывают на некоторой глубине небольшой заряд. Звуковые волны пронизывают толщу земной коры, отражаясь от различных пород. Приемное устройство фиксирует отраженные волны на магнитной ленте и фотобумаге. В пустоту звуковые волны попадут, как в ловушку, и назад не вернутся, стало быть, приемное устройство никакой записи не сделает (или если и сделает, то так, что тоже должна будет насторожить исследователей). Обнаруженную пустоту в толще земли можно либо ликвидировать, закачав в нее воду вместе с пус- той породой шахтных и горных выработок, либо превратить в хранилище газа. [c.133]

Давление венерианской атмосферы на ее поверхность составляет 90 атмосфер (примерно такое же, как давление Земного океана на глубине 1 км). Атмосфера состоит в основном из двуокиси углерода, а также из нескольких слоев облаков серной кислоты многокилометровой толщины. Эти облака полностью закрывают от нас поверхность планеты. Плотная атмосфера создает парниковый эффект, который поднимает температуру на поверхности Венеры от 400 до более чем 740 К (температура, достаточная для того, чтобы плавить свинец). Поверхность Венеры фактически более горячая, чем у Меркурия, несмотря на то что Венера находится почти в два раза дальше от Солнца. [c.40]

Особый интерес представляют зонды-пенетраторы. Схема их посадки на Марс выглядела следуюш им образом. Неред отделением от космического аппарата производится закрутка каждого зонда относительно продольной оси. Носле отделения включаются твердотопливные двигатели, которые обеспечат его торможение и сход с орбиты. Неред входом в атмосферу наполняется газом надувное тормозное устройство, а в момент удара о поверхность планеты происходит разделение двух частей пенетратора внедряемой, проникаюш ей на глубину до 4-6 метров, и хвостовой, остаюш ейся в поверхностном слое грунта. Носле посадки из хвостовой части зонда выдвинется передаюш ая антенна с телекамерой и датчиками научной аппаратуры. [c.775]

В настоящей работе изучается обтекание одного из рассматриваемых вариантов европейского марсианского зонда (Mars Express Probe, фиг. 1) при входе в атмосферу планеты с гиперзвуковой скоростью. Его лобовая часть представляет собой сферически затупленный круговой конус с углом полураствора 0 = 60° и радиусом затупления R = 0.56 м. На наветренной поверхности имеется узкая кольцевая выемка шириной Г = 2 и глубиной h = 20 мм (h /l = 10). Исследование проводится на основе численного анализа нестационарных двумерных уравнений Навье-Стокса для условий характерной точки (t = 46 с) траектории входа зонда в атмосферу Марса [c.167]

Быстрые перелеты во внешние области солнечной системы. Из всех профилей, изображенных на рис. 6.50, последние два 14 и 15), представляющие собой траектории кеплерова движения, в основном предназначены для полетов во внешние районы солнечной системы. По всей вероятности, такие баллистические траектории больше подходят для полетов автоматизированных зондирующих ракет к Юпитеру и Сатурну (задачи 4-й группы), чем для полетов человека в необъятные глубины внешней части солнечной системы. Так как полет по траекториям профиля О требует колоссальных затрат времени, как это видно из рис. 6.43, в данном случае желательно, чтобы переходная гелиоцентрическая траектория была почти параболической или даже гиперболической. На рис. 6.58 представлена зависимость времени перелета от начальной гелиоцентрической скорости (взятой по отношению к величине круговой скорости на орбите Земли) при одностороннем полете к планетам юпитеровой группы. Кружки с точками в центре, находящиеся в левой части графика, соответствуют полетам к Юпитеру, Сатурну и Урану по минимальным траекториям. Наиболее характерной особенностью этих графиков является резкое уменьшение времени перелета при возрастании начальной скорости до параболической. Выход на параболическую траекторию требует добавления к круговой орбитальной скорости на орбите Земли, равной 97 700 фут/сек, еще около 40 ООО фут/сек, это значит, что скорость после выхода с заданной спутниковой орбиты высотой 300 морских миль должна быть равной примерно 53 100 фут/сек, т. е. требуемое приращение скорости должно составить 53 100—24 900 = 28 200 фут/сек. Из графика на рис. 6.42 видно, что для профиля О начальный прирост скорости при полете к Юпитеру равен примерно 21 500 фут/сек, при полете к Сатурну —27 ООО фут/сек и к Урану — 25 ООО фут/сек. Поэтому добавочная ступень, обеспечивающая прирост Лу = 6700 фут/сек, могла бы уменьшить время перелета к Юпитеру с 2,9 года до 2,1 года при приросте Аг = 3200 фут/сек — время перелета к Сатурну с 6 лет до 2,7 года при приросте [c.227]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...